Методические рекомендации для проведения семинарских и лабораторных занятий по органической химии со студентами химико-биологического факультета Авт сост.: Т. А. Шатунова (стр. 6 из 8)
10. При гидролизе 14.6г природного дипептида раствором гидроксида натрия 9массовая доля щелочи 12 %, плотность раствора 1.2г/мл) из раствора выделено 11.1г соли массовая доля натрия в которой равна 20.72%. Установите возможную структурную формулу дипептида и вычислите объем раствора щелочи, израсходованной на гидролиз.
12. Для полного гидролиза образца дипептида массой 9.60г потребовалось 0.9г воды. установите структуру дипептида, если известно, что при гидролизе образовалась только одна аминокислота.
13. При гидролизе нескольких дипептидов образовалась смесь глицина, фенилаланина, глутаминовой кислоты и лизина. Один из дипептидов разделили на три равные части. Одну часть обработали избытком раствора гидрокарбоната калия и получили 1.68л газа (н. у.). Вторая часть смогла прореагировать с 30мл азотной кислоты (концентрация 2.5 моль/л). Для гидролиза третьей части дипептида потребовалось 1.35мл воды, а масса образовавшихся продуктов оказалась равной 18.0г. Установите возможное строение дипептида и его возможную массу.
14. При частичном гидролизе некоторого пептида А, имеющего молекулярную массу 293г/моль и содержащего 14.3% азота по массе, получено два пептида, В и С. Образец пептида В массой 0.472г может при нагревании вступить в реакцию с 18 мл 0.222 М раствора НCl. Образец пептида С массой 0.666 г полностью реагирует при нагревании с 14.7 мл 1.6%-ного раствора NaOH (плотность 1.022 г/мл).Приведите две структуры пептида А, отвечающие условию задачи.
3. Лабораторная работа «Полипептиды Белки»
Свертывание белков при нагревании
В пробирку наливают 4 капли раствора белка и нагревают в пламени горелки до кипения. Белок при этом выпадает в виде мути или хлопьев. Содержимое пробирки слегка охлаждают и добавляют 1 каплю раствора сульфата аммония и нагревают до начала кипения. Количество свернувшегося белка при этом увеличивается.
Вопросы и задания
1. Как называется процесс, происходящий при нагревании?
2. Почему при добавлении сульфата аммония количество свернувшегося белка увеличивается?
Осаждение белков солями тяжелых металлов
В две пробирки помещают по 3 капли раствора белка. В одну пробирку добавляют 1 каплю раствора сульфата меди (II), в другую – 1 каплю раствора ацетата свинца. Образуется хлопьевидный осадок или муть.
Вопросы и задания
1. На чем основано применение раствора белка при отравлении солями тяжелых металлов?
Качественные реакции пептидов и белков
Биуретовая реакция. В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка, 5 капель 10% -ного раствора гидроксида натрия и по стенке добавьте 1 – 2 капли 2% -ного раствора сульфата меди (II). Появляется красно-фиолетовое окрашивание.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции биурета с сульфата меди (II).
2. Дают ли положительную биуретовую реакцию a-амнокислоты?
Ксантопротеиновая реакция. В пробирку поместите 10 капель раствора яичного белка и 2 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь осторожно нагрейте, непрерывно встряхивая. Раствор и осадок окрашивается в желтый цвет. пробирку охладите и добавьте концентрированный раствора аммиака или 10% -й раствор гидроксида натрия до появления оранжевого окрашивания.
Вопросы и задания
1. Объясните, какие аминокислоты, входящие в состав белка, обнаруживаются с помощью ксантопротеиновой реакции.
2. Чем обусловлено появление желтых пятен на коже при попадании на нее концентрированной азотной кислоты?
4. Задания для самостоятельной работы студентов
1. Приведите типичные реакции осаждения белков.
2. Какие цветные реакции на белки вам известны?
3. Как делят белки – по наличию или отсутствию небелковой (простетической) части?
4. Что такое протеины? Приведите примеры.
5. Что такое протеиды? Приведите примеры.
6. Как связаны остатки аминокислот в белковых молекулах?
7. Приведите схему ступенчатого гидролиза белковой молекулы.
8. Напишите формулу фрагмента структуры белковой молекулы, состоящего из двух остатков глицина и одного остатка аланина с последовательностью гли-ала-гли.
9. Какие структуры белковой молекулы вы знаете? Приведите примеры.
10. что такое a-спираль Полинга.
Углеводы
А. Моносахариды.
1. Теоретические вопросы
Классификация углеводов. Моносахариды. Их типы и классификация. Доказательство химического строения моноз. Формулы Фишера, Колли-Тол-ленса и Хеуорзса. Пиранозы и фуранозы. Гликозидный гидроксил и его особенности. Стереохимия моносахаридов. Явление муторатации. Химические свойства моноз.
2. Упражнения
1. Какие виды структурной и пространственной изомерии характерны для моноз? Рассчитайте, сколько стереоизомеров существует для альдопентоз. Какие из них являются антиподами, какие диастериоизомерами?
2. Напишите проекционные формулы D- и L-глюкозы. Какой из углеродных атомов определяет принадлежность глюкозы к D- или L-ряду?
3. Напишите проекционные формулы по Фишеру следующих моносахаридов: а) D- и L-фруктозы, б) D- и L-галактозы, в) D- и L-рибозы, г) 2-дезокси- D-рибозы, д) D- и L-арабинозы.
4. К какому стереохимическому ряду (D- или L-) относится каждый из следующих моносахаридов:
СНО СНО СНОН ОН Н ОН С = О
Н ОН НО Н НО Н
СН2ОН СН2ОН Н ОН
Н ОН
СН2ОН
-эритроза -ксилоза -фруктоза
5. Какие моносахариды называются эпимерными? Составьте проекционные формулы моноз, эпимерных D-глюкозе.
6. Какое явление называется мутаротацией? Объясните мутаротацию на примере D-маннозы. Как можно обнаружить мутаротацию?
7. Напишите проекционные формулы по Хеуорзсу следующих соединений: a- D-рибофуранозы, b- D-галактопиранозы, b- L-арабопиранозы, b- D-фруктофуранозы, a-этил- D-гактопиранозида, b-метил- D-рибофуранозида, 1,2,3,4,6-пентаметил-b- D-глюкопиранозида.
8. Какими химическими реакциями можно доказать строение глюкозы
( нормальная углеродная цепь, наличие альдегидной группы и пяти гидроксильных групп)?
9. Почему глюкоза не проявляет некоторых реакций альдегидной группы (не реагирует с гидросульфитом натрия, не окрашивает раствор фуксинсернистой кислоты)? Почему алкилирование приводит к исчезновению свойств, присущих альдегидам?
10. Как можно отличить альдозу от кетулозы? Напишите уравнения реакций.
11. Как можно удлинить цепь атомов углерода в моносахариде? цепь атомов углерода в моносахариде? Напишите схему превращений альдопентозы в альдогексозу.
12. Как можно укоротить цепь атомов углерода в моносахариде? Напишите схему превращений альдогексозы в альдопентозу.
13. Напишите уравнения следующих реакций: а) восстановление D-глю-козы, б) окисление D-глюкозы бромной водой и конц. азотной кислотой, в) превращение D-глюкозы в D-фруктозу, г) получение пентаацетилглюкозы, д) спиртовое брожение глюкозы.
14. В промышленности глюкоза является сырьем для получения витамина «С» (L-аскорбиновой кислоты). Напишите уравнения последующих реакций: восстановление D-глюкозы в D-D-сорбит, окисление D-сорбита в L-сорбрзу, дальнейшего окисления в кислоту и ее лактонизации с образованием
витамина «С».
15. С помощью каких реакций можно перейти от фруктозы к глюкозе?
16. Кем и когда впервые получено синтетическое сахаристое вещество? Укажите исходное вещество и условие реакции.
17. Составьте уравнения реакций по следующей схеме: D-глюкоза ® тетраметил-a-метил- D-глюкопиранозид ® тетраметил-a-метил- D-глюко-пираноза + KMnO4 ® X
18. Вычислите массу 10% -ого раствора глюкозы, подвергшегося брожению, если известно, что при этом выделилось столько же газа, сколько его образуется при полном сгорании 35 мл этанола ( плотность 0.8 г/мл).
19. Смесь ацетальдегида и глюкозы общей массой 2.68 г растворили в воде и полученный раствор прибавили к аммиачному раствору оксида серебра, приготовленному из 36 мл 34% -ного раствора нитрата серебра (плотность 1.4 г/мл). Выпавший при легком нагревании осадок отфильтровали и к нейтрализованному азотной кислотой фильтрату прибавили избыток раствора хлорида калия. При этом выпало 5.74 г осадка. Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси.
20. Раствор глюкозы массой 200 г вступил в реакцию с избытком аммиачного раствора оксида серебра; при этом образовалось 8.64 г осадка. Вычислите массовую долю глюкозы в растворе.
3. Лабораторная работа «Моносахариды»
Доказательство наличия гидроксильных групп в глюкозе
В пробирку поместите 1 каплю 0.5% -ного раствора D-глюкозы, 6 капель 10% -ного раствора гидроксида натрия и добавьте 1 каплю 2% -ного раствора сульфата меди (II). Выпавший вначале осадок гидроксида меди (II) быстро растворяется. Прозрачный раствор имеет интенсивную синюю окраску. Сохраните его для следующего опыта.
Вопросы и задания
1. Какой процесс обуславливает растворение голубого осадка гидроксида меди (II)?
2. Почему глюкоза, этиленгликоль, винная кислота, проявляют общность в реакции взаимодействия с гидроксида меди (II)?
3. Объясните, будет ли получаться аналогичный результат в этой реакции с другими моносахаридами?
Восстановление гидроксида меди (II) глюкозой
Эта реакция называется пробой Троммера. К полученному в предыдущем опыте раствору добавьте несколько капель воды и разделите раствор по двум пробиркам. Одну из них нагрейте над пламенем горелки до начала кипения, но не кипятите. Окраска раствора меняется на желто-красную.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции восстановления гидроксида меди (II) глюкозой при нагревании.
2. Какая функциональная группа глюкозы обуславливает ее восстановительные свойства?
Восстановление гидроксида диамминсеребра глюкозой
В пробирку поместите 1 каплю 5% -ного раствора нитрата серебра и по каплям добавляют раствор аммиака до появления бурого осадка гидроксида серебра. Его растворяют избытком раствора аммиака (1-2 капли). Затем добавляют одну каплю 0.5% -ного раствора глюкозы и осторожно нагревают над пламенем горелки. Через несколько минут на стенке пробирки осаждается серебро в виде зеркального налета.